精品解析：江苏省无锡市第一中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷

无锡市第一中学2024-2025学年度第二学期期中考试 高一物理 命题：严映佳审核：顾琦 一、单选题（44分） 1. 在人类历史发展长河中，围绕万有引力的研究，物理学家们经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践。在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是（　　） A. 开普勒通过分析第谷的天文观测数据，发现了万有引力定律 B. 丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点 C. 卡文迪什通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人 D. 伽利略利用“地-月系统”验证了万有引力定律的正确性，使得万有引力定律得到了推广和更广泛的应用 2. 下面四幅图用曲线运动知识描述正确的是（ ） A. 图甲，制作棉花糖时，糖水因为受到离心力而被甩出去 B. 图乙，火车轨道的外轨略高于内轨，火车拐弯时速度越小，对轨道磨损就一定越小 C. 图丙，该自行车在赛道上做匀速圆周运动，所受的合外力不变 D. 图丁，在一座凹形桥的最低点，同一辆车子速度越大，对桥面压力就越大 3. 如图所示，水平圆盘上P点有一滴粘稠液体，使圆盘绕竖直中心轴缓慢转动起来，则液体在圆盘上留下的痕迹示意图可能为（ ） A. B. C. D. 4. 一列质量为的磁悬浮列车，以恒定功率在平直轨道上由静止开始运动，经时间达到该功率下的最大速度，设磁悬浮列车行驶过程所受到的阻力保持不变，在时间过程中，下列说法正确的是（　　） A. 磁悬浮列车加速度不断增大 B. 磁悬浮列车受到的阻力大小为 C. 磁悬浮列车克服阻力做的功为 D. 磁悬浮列车走过的位移为 5. 如图为修正带的内部结构，由大小两个相互咬合的齿轮组成，修正带芯固定在大齿轮的转轴上。当按压并拖动其头部时，齿轮转动，从而将遮盖物质均匀地涂抹在需要修改的字迹上。若图中大小齿轮的半径之比为2∶1，A、B分别为大齿轮和小齿轮边缘上的一点，C为大齿轮上转轴半径的中点，则（　　） A. A与B的角速度大小之比为1∶2 B. B与C的线速度大小之比为1∶1 C. A与C的向心加速度大小之比为4∶1 D. 大小齿轮的转动方向相同 6. 2020年7月，我国用长征运载火箭将“天问一号”探测器发射升空，探测器在星箭分离后，进入地火转移轨道，如图所示，2021年5月在火星乌托邦平原着陆。则探测器（　　） A. 与火箭分离时的速度小于第一宇宙速度 B. 从停泊轨道进入探测轨道需在点加速 C. 绕火星运行时在不同轨道到达点时的加速度相等 D. 绕火星运行时在不同轨道上与火星的连线每秒扫过的面积相等 7. 如图所示，在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，使同一小钢球先后从斜面上A、B位置由静止释放滚下，钢球沿桌面飞出后均做平抛运动，最终落到同一水平面上。比较两次平抛运动，变化的物理量是（　　） A. 速度的变化率 B. 落地时瞬时速度 C. 重力平均功率 D. 落地时重力的瞬时功率 8. “蹦极”就是蹦极者把一根一端固定在跳台上的长弹性绳绑在脚踝处，然后从数十米高的跳台跳下去的一项极限运动。现将蹦极过程近似为在竖直方向上的运动，忽略空气阻力，某人从开始跳下到最低点过程的v—t图像如图所示，其中0~t1时间内的图线为直线。则（　　） A. t2时刻弹性绳恰好处于原长 B. t2时刻弹性绳中弹力最大 C. t1~t3时间内弹性绳弹性势能先增大后减小 D. t1~t3时间内弹性绳弹性势能一直增大 9. 如图所示，两辆静止时完全相同的飞船，甲乘坐的飞船静止，乙乘坐的飞船高速向右匀速行驶。此时在乙看来，甲乘坐的飞船的长度______；在甲看来，乙乘坐的飞船的高度______。 A. 变长；无变化 B. 变短；无变化 C. 变短；变矮 D. 变长；变矮 10. 如图所示，某一斜面与水平面平滑连接，一小木块从斜面由静止开始滑下，已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数相同，取水平面为参考平面，重力势能Ep、动能Ek、机械能E和产生的内能Q与水平位移x的关系图线错误的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，A、B为地球的两个轨道共面的人造卫星，运行方向相同，A为地球同步卫星，A、B两卫星的轨道半径的比值为k，地球自转周期为T0。某时刻A、B两卫星距离达到最近，从该时刻起到A、B间距离最远所经历的最短时间为（　　） A. B. C. D. 二、实验题（15分） 12. 某学习小组在英国数学家兼物理学家阿特伍德《关于物体的直线运动和转动》的文章中查到了理想的阿特伍德机原理，并在实验室中进行了实验：如图甲所示，将质量相等的两钩码A、B通过轻质细线相连绕过定滑轮，再把重物C挂在B的下端，A的下端连接纸带。已知钩码的质量为M，重物C的质量为m，打点计时器所用交流电源的频率为50Hz。实验开始时，重物和钩码一起由静止释放。 （1）某次实验打出的纸带如图乙所示，则打出纸带上C点时钩码A的瞬时速度大小为______m/s；（结果保留三位有效数字） （2）小组同学还改变重物C的质量m，测得多组m及其对应的加速度大小a，并在坐标纸上做出了如图丙所示的图线，根据此图线可求出当地的重力加速度大小为______。 （3）某次实验中从纸带上测量A由静止上升h高度时对应计时点速度为v，如果满足关系式______则可验证系统机械能守恒； （4）通过分析可知，系统动能的增加量______系统重力势能的减少量（选填“小于”、“等于”、“大于”）；造成这一现象的原因是什么？____________________（填写一条即可） 三、解答题（41分） 13. 如图所示，一光滑的椭圆轨道固定在竖直平面内，P是椭圆的一个焦点，A、B分别是椭圆的最高点和最低点，A、B两点与P点在同一竖直方向，C点与P点在同一水平高度，P与A、C两点间距离分别为h、L。一轻弹簧的一端固定在P点，另一端连接质量为m的小球。由于微小扰动，小球从A点由静止开始沿轨道运动，到达C点时的速度大小为v。已知当小球分别处于A、B两点时，弹簧的形变量相同；小球处于C点时，弹簧处于原长；弹簧的劲度系数为k，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g。求： （1）小球处于A点时弹簧的弹性势能Ep； （2）小球到达B点时的速度大小vB。 14. 如图所示，质量为m的物体在地球赤道上随地球自转，将地球视为半径为R的球体，已知地球的质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G。求： （1）物体随地球自转所需要的向心力大小Fn； （2）物体在赤道上受到支持力大小F。 15. 如图所示，足够长的水平轻杆中点固定在竖直轻质转轴上的点，小球和分别套在水平杆中点的左右两侧，原长为的轻质弹簧套在转轴上，上端固定在点，下端与小球连接，小球、间和、间均用长度为的不可伸缩的轻质细线连接，、两球的质量均为，球的质量为，小球可看成质点。装置静止时，小球、紧靠在转轴上，两根绳子恰被拉直且张力为零。转动该装置并缓慢增大转速，小球缓慢上升，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为，弹簧的弹性势能为（为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量）。求： （1）弹簧的劲度系数； （2）当弹簧恢复原长时，装置的转动角速度； （3）从开始至弹簧恢复原长过程中，外界对装置所做的功。 16. 某同学为研究能量间的转化设计了如图的装置。一处于压缩锁定状态的轻质弹簧置于光滑水平台面上，储存的弹性势能大小为9J，弹簧左侧与墙壁相连，右侧与质量的小物块接触但不固连。某时刻解除弹簧锁定，弹簧恢复原长将小物块弹开，让其从平台最右端点离开后恰好能无碰撞地落在右下方的光滑斜面的顶端点，斜面长度，倾角，小物块沿斜面运动到底端点后立即无速度损失地滑上长的传送带。从传送带右端离开后小物块滑行一段水平轨道后又冲上一半径的光滑半圆形轨道内侧。已知小物块与传送带及段轨道间的动摩擦因数均为0.5，，，重力加速度取，不计空气阻力，求： （1）小物块运动到点时速度大小、间的高度差； （2）若小物块恰好能到达半圆形轨道的最高点，求在点处，小物块对半圆形轨道的压力大小； （3）若传送带以4m/s顺时针匀速转动，已知小物块滑上半圆形轨道后的运动恰能始终不脱离周围的接触物，求： a.段的距离； b.小物块最终在何处停下。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 无锡市第一中学2024-2025学年度第二学期期中考试 高一物理 命题：严映佳审核：顾琦 一、单选题（44分） 1. 在人类历史发展的长河中，围绕万有引力的研究，物理学家们经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践。在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是（　　） A. 开普勒通过分析第谷的天文观测数据，发现了万有引力定律 B. 丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点 C. 卡文迪什通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人 D. 伽利略利用“地-月系统”验证了万有引力定律的正确性，使得万有引力定律得到了推广和更广泛的应用 【答案】C 【解析】 【详解】A．万有引力定律是由牛顿发现的，故A错误； B．日心说是哥白尼提出的，故B错误； C．卡文迪许通过扭称测出了引力常量，由黄金代换可得地球质量，故C正确； D．牛顿利用“地-月系统”验证了万有引力定律的正确性，故D错误； 故选C。 2. 下面四幅图用曲线运动知识描述正确的是（ ） A. 图甲，制作棉花糖时，糖水因为受到离心力而被甩出去 B. 图乙，火车轨道的外轨略高于内轨，火车拐弯时速度越小，对轨道磨损就一定越小 C. 图丙，该自行车在赛道上做匀速圆周运动，所受的合外力不变 D. 图丁，在一座凹形桥的最低点，同一辆车子速度越大，对桥面压力就越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．制作棉花糖时，被甩出去的糖水做离心运动，但不是受离心力作用，故A错误； B．设轨道与水平面的夹角为，火车转弯时，如果速度，是由重力与支持力的合力提供向心力，火车的速度小于该值时，火车拐弯时速度越小，则对轨道磨损就越大，故B错误； C．自行车在赛道上做匀速圆周运动，所受合外力提供向心力，所受的合外力大小不变，方向时刻改变，故C错误； D．车过凹形桥的最低点有 则同一辆车子速度越大，对桥面压力就越大，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，水平圆盘上P点有一滴粘稠液体，使圆盘绕竖直中心轴缓慢转动起来，则液体在圆盘上留下的痕迹示意图可能为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由于液体具有黏性，当圆盘旋转时，液体会做离心运动而向外移动，同时，由于液体与圆盘之间的摩擦力，所以沿切线方向液体和转盘并不会出现相对滑动，综合以上分析，可以得出液体在圆盘上留下的痕迹应该是从P点开始，沿着半径方向逐渐向外扩展的轨迹。最后，根据题目给出的选项，选择符合这一描述的痕迹示意图。 故选C。 4. 一列质量为的磁悬浮列车，以恒定功率在平直轨道上由静止开始运动，经时间达到该功率下的最大速度，设磁悬浮列车行驶过程所受到的阻力保持不变，在时间过程中，下列说法正确的是（　　） A. 磁悬浮列车的加速度不断增大 B. 磁悬浮列车受到的阻力大小为 C. 磁悬浮列车克服阻力做的功为 D. 磁悬浮列车走过的位移为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律可得 可知，随速度增加，磁悬浮列车的加速度不断减小，故A错误； B．达到最大速度时牵引力等于阻力，即，则磁悬浮列车的阻力大小为 故B错误； C．根据动能定理可得 解得磁悬浮列车克服阻力做的功为 故C错误； D．根据动能定理可得 联立解得磁悬浮列车走过的位移为 故D正确。 故选D。 5. 如图为修正带的内部结构，由大小两个相互咬合的齿轮组成，修正带芯固定在大齿轮的转轴上。当按压并拖动其头部时，齿轮转动，从而将遮盖物质均匀地涂抹在需要修改的字迹上。若图中大小齿轮的半径之比为2∶1，A、B分别为大齿轮和小齿轮边缘上的一点，C为大齿轮上转轴半径的中点，则（　　） A. A与B的角速度大小之比为1∶2 B. B与C的线速度大小之比为1∶1 C. A与C的向心加速度大小之比为4∶1 D. 大小齿轮的转动方向相同 【答案】A 【解析】 【详解】AD．同缘传动时，边缘点的线速度大小相等，方向相反，根据 可知线速度一定时，与r成反比，由于大小齿轮的半径之比为2∶1，所以A与B的角速度大小之比为1∶2，故A正确，D错误； B．AC同轴转动，角速度相同，线速度与半径成正比，题意知AC半径比为2：1，则AC线速度之比为2：1，即B与C的线速度大小之比为2：1，故B错误； C．A与C的向心加速度大小之比 故C错误。 故选A。 6. 2020年7月，我国用长征运载火箭将“天问一号”探测器发射升空，探测器在星箭分离后，进入地火转移轨道，如图所示，2021年5月在火星乌托邦平原着陆。则探测器（　　） A. 与火箭分离时的速度小于第一宇宙速度 B. 从停泊轨道进入探测轨道需在点加速 C. 绕火星运行时在不同轨道到达点时的加速度相等 D. 绕火星运行时在不同轨道上与火星的连线每秒扫过的面积相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．与火箭分离时即脱离地球束缚进入太阳系，速度应大于第一宇宙速度，故A错误； B．卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速，所以探测器从停泊轨道进入探测轨道需在点减速，故B错误； C．根据牛顿第二定律可得 可得 可知绕火星运行时在不同轨道到达点时的加速度相等，故C正确； D．根据开普勒第二定律可知，绕火星运行时在同一轨道上与火星的连线每秒扫过的面积相等，但绕火星运行时在不同轨道上与火星的连线每秒扫过的面积不相等，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，使同一小钢球先后从斜面上A、B位置由静止释放滚下，钢球沿桌面飞出后均做平抛运动，最终落到同一水平面上。比较两次平抛运动，变化的物理量是（　　） A. 速度的变化率 B. 落地时瞬时速度 C. 重力的平均功率 D. 落地时重力的瞬时功率 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 可得 两次平抛运动的下落高度相同，由 解得 可知两次平抛运动的时间相同，速度的变化率也相同，故A错误； B．依题意，两次平抛运动的初速度不同，下落高度相同，有 解得 根据 可知两次平抛运动，落地时瞬时速度不相同，故B正确； C．由 可知两次平抛运动重力的平均功率相同，故C错误； D．根据 可知两次平抛运动，落地时重力的瞬时功率相同，故D错误。 故选B。 8. “蹦极”就是蹦极者把一根一端固定在跳台上的长弹性绳绑在脚踝处，然后从数十米高的跳台跳下去的一项极限运动。现将蹦极过程近似为在竖直方向上的运动，忽略空气阻力，某人从开始跳下到最低点过程的v—t图像如图所示，其中0~t1时间内的图线为直线。则（　　） A. t2时刻弹性绳恰好处于原长 B. t2时刻弹性绳中弹力最大 C. t1~t3时间内弹性绳弹性势能先增大后减小 D. t1~t3时间内弹性绳弹性势能一直增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．人开始跳下后将做自由落体运动，弹性绳处于松弛状态，此过程v—t图像为一条直线，当弹性绳处于原长后，人受到重力和逐渐增大的弹力作用下向下运动，开始时弹力小于重力，重力和弹力的合力方向向下，其合力逐渐减小，结合牛顿第二定律知，此过程人做加速度减小的加速运动，由于v—t图像斜率表示加速度，则该过程的v—t图像为一条曲线，可知，t1时刻弹性绳恰好处于原长，故A错误； B．结合上述，当弹力等于重力时，人所受的合力为0，此时人的速度最大；当弹力大于重力时，重力和弹力的合力方向向上，其合力逐渐增大，结合牛顿第二定律知，此过程人做加速度逐渐增大的减速运动，当人的速度减为0时，弹性绳拉得最长，此时弹性绳的弹力最大，可知，t3时刻弹性绳中弹力最大，故B错误； CD．结合上述可知，t1~t3时间内，人一直向下运动，弹性绳的形变量一直在增大，则时间内弹性绳弹性势能一直增大，故C错误，D正确。 故选D。 9. 如图所示，两辆静止时完全相同的飞船，甲乘坐的飞船静止，乙乘坐的飞船高速向右匀速行驶。此时在乙看来，甲乘坐的飞船的长度______；在甲看来，乙乘坐的飞船的高度______。 A. 变长；无变化 B. 变短；无变化 C. 变短；变矮 D. 变长；变矮 【答案】B 【解析】 【详解】由题意，根据相对论的“尺缩效应”，即 为物体的固有长度，为物体运动的速度。可知，在甲看来，乙乘坐的飞船长度缩短了，同理在乙看来，甲乘坐的飞船的长度也变短；此时在甲看来，在垂直乙飞船的运动方向上，所以观察到乙乘坐的飞船的高度无变化。 故选B。 10. 如图所示，某一斜面与水平面平滑连接，一小木块从斜面由静止开始滑下，已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数相同，取水平面为参考平面，重力势能Ep、动能Ek、机械能E和产生的内能Q与水平位移x的关系图线错误的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设动摩擦因数为μ，斜面的倾角为θ，小木块开始下滑位置到水平面的高度为H； A．小木块在斜面上运动时的重力势能为 解得 小球在水平面上运动时 A正确，不符合题意； B．木块在斜面上运动时，根据动能定理得 解得 木块在水平面上运动时，设初动能为Ek0，根据动能定理得 解得 B正确，不符合题意； D．木块克服摩擦力做功转化为内能，木块在斜面上时 解得 木块在水平面上运动时 木块在斜面上运动和在水平面上运动，图像的斜率相同，D正确，不符合题意； C．木块在斜面上运动时，根据能量守恒定律得 解得 木块在水平面上运动时，设初始机械能为E0，根据能量守恒定律得 木块在斜面上运动和在水平面上运动，图像的斜率相同，C错误，符合题意。 故选C。 11. 如图所示，A、B为地球的两个轨道共面的人造卫星，运行方向相同，A为地球同步卫星，A、B两卫星的轨道半径的比值为k，地球自转周期为T0。某时刻A、B两卫星距离达到最近，从该时刻起到A、B间距离最远所经历的最短时间为（　　） A B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由开普勒第三定律得 设两卫星至少经过时间t距离最远，即B比A多转半圈，即 又由A是地球同步卫星知TA＝T0，联立解得，故选C。 二、实验题（15分） 12. 某学习小组在英国数学家兼物理学家阿特伍德《关于物体的直线运动和转动》的文章中查到了理想的阿特伍德机原理，并在实验室中进行了实验：如图甲所示，将质量相等的两钩码A、B通过轻质细线相连绕过定滑轮，再把重物C挂在B的下端，A的下端连接纸带。已知钩码的质量为M，重物C的质量为m，打点计时器所用交流电源的频率为50Hz。实验开始时，重物和钩码一起由静止释放。 （1）某次实验打出的纸带如图乙所示，则打出纸带上C点时钩码A的瞬时速度大小为______m/s；（结果保留三位有效数字） （2）小组同学还改变重物C的质量m，测得多组m及其对应的加速度大小a，并在坐标纸上做出了如图丙所示的图线，根据此图线可求出当地的重力加速度大小为______。 （3）某次实验中从纸带上测量A由静止上升h高度时对应计时点的速度为v，如果满足关系式______则可验证系统机械能守恒； （4）通过分析可知，系统动能的增加量______系统重力势能的减少量（选填“小于”、“等于”、“大于”）；造成这一现象的原因是什么？____________________（填写一条即可） 【答案】（1）1.56 （2） （3） （4） ①. 小于 ②. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 【解析】 【小问1详解】 根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打出纸带上C点时钩码A的瞬时速度大小为 【小问2详解】 对A、B、C系统，由牛顿第二定律有 整理得 可知图像的纵截距为 可得当地的重力加速度大小为 【小问3详解】 把A、B、C作为一个系统，若系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，则系统机械能守恒，即 【小问4详解】 [1][2]通过分析可知，系统动能的增加量小于系统重力势能的减少量；造成这一现象的原因是：存在空气阻力和摩擦阻力的影响。 三、解答题（41分） 13. 如图所示，一光滑的椭圆轨道固定在竖直平面内，P是椭圆的一个焦点，A、B分别是椭圆的最高点和最低点，A、B两点与P点在同一竖直方向，C点与P点在同一水平高度，P与A、C两点间距离分别为h、L。一轻弹簧的一端固定在P点，另一端连接质量为m的小球。由于微小扰动，小球从A点由静止开始沿轨道运动，到达C点时的速度大小为v。已知当小球分别处于A、B两点时，弹簧的形变量相同；小球处于C点时，弹簧处于原长；弹簧的劲度系数为k，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g。求： （1）小球处于A点时弹簧的弹性势能Ep； （2）小球到达B点时的速度大小vB。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）物体由A运动到C，根据能量守恒得 解得 （2）设A、B间高度为hAB，物体在A、B两点处弹簧形变量为Δx，物体由A运动到B，由动能定理得 由题意得 且 解得 14. 如图所示，质量为m物体在地球赤道上随地球自转，将地球视为半径为R的球体，已知地球的质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G。求： （1）物体随地球自转所需要的向心力大小Fn； （2）物体在赤道上受到的支持力大小F。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）物体所需要的向心力为 （2）物体受到的万有引力为 则 解得 15. 如图所示，足够长的水平轻杆中点固定在竖直轻质转轴上的点，小球和分别套在水平杆中点的左右两侧，原长为的轻质弹簧套在转轴上，上端固定在点，下端与小球连接，小球、间和、间均用长度为的不可伸缩的轻质细线连接，、两球的质量均为，球的质量为，小球可看成质点。装置静止时，小球、紧靠在转轴上，两根绳子恰被拉直且张力为零。转动该装置并缓慢增大转速，小球缓慢上升，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为，弹簧的弹性势能为（为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量）。求： （1）弹簧的劲度系数； （2）当弹簧恢复原长时，装置转动角速度； （3）从开始至弹簧恢复原长过程中，外界对装置所做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 整个装置静止时，细线恰好被拉直，细线中拉力 弹簧长度等于细线长，对小球C，由 得 【小问2详解】 设弹簧恢复原长时，细线的拉力为，装置转动的角速度为，细线与转轴间的夹角为，对小球C有 对小球有 又， 解得 【小问3详解】 系统动能增加 C球升高的高度 C球的重力势能增加 弹簧弹性势能增加 外界对装置所做的功 16. 某同学为研究能量间的转化设计了如图的装置。一处于压缩锁定状态的轻质弹簧置于光滑水平台面上，储存的弹性势能大小为9J，弹簧左侧与墙壁相连，右侧与质量的小物块接触但不固连。某时刻解除弹簧锁定，弹簧恢复原长将小物块弹开，让其从平台最右端点离开后恰好能无碰撞地落在右下方的光滑斜面的顶端点，斜面长度，倾角，小物块沿斜面运动到底端点后立即无速度损失地滑上长的传送带。从传送带右端离开后小物块滑行一段水平轨道后又冲上一半径的光滑半圆形轨道内侧。已知小物块与传送带及段轨道间的动摩擦因数均为0.5，，，重力加速度取，不计空气阻力，求： （1）小物块运动到点时速度大小、间的高度差； （2）若小物块恰好能到达半圆形轨道的最高点，求在点处，小物块对半圆形轨道的压力大小； （3）若传送带以4m/s顺时针匀速转动，已知小物块滑上半圆形轨道后的运动恰能始终不脱离周围的接触物，求： a.段的距离； b.小物块最终在何处停下。 【答案】（1）， （2） （3）a.；b.小物块最终停止的位置距离点处 【解析】 【小问1详解】 根据能量守恒有 解得小物块运动到点时速度大小为 小物块恰好能无碰撞地落在右下方的光滑斜面的顶端B点，则在B点的速度与斜面平行，则有 则AB间的高度差为 【小问2详解】 若小物块恰好能到达半圆形轨道的最高点，则有 根据动能定理有 解得 在E点，根据牛顿第二定律有 解得N 根据牛顿第三定律可知，在E点处，小物块对半圆形轨道的压力大小为120N。 【小问3详解】 a.若传送带以4m/s顺时针匀速转动，小物块在B点的速度为 小物块沿斜面运动到底端C点，根据动能定理有 解得 小物块在传送带上做减速运动的加速度大小为 小物块和传送带共速所用时间为 该过程小物块通过的位移大小为 可知小物块到达传送带右端时，刚好与传送带共速，即小物块到D点时速度为 已知小物块滑上半圆形轨道后的运动恰能始终不脱离周围的接触物，则小物块滑上半圆形轨道刚好运动圆心等高处，根据动能定理可得 解得段的距离为 b.如果小物块可以返回再次滑上传送带，由于滑上传送带时的速度小于，则小物块在传送带先向左做减速运动再反向向右加速运动，回到传送带右端的速度与滑上传送带的速度大小相等，最终小物块一定停在段，根据动能定理可得 解得 由 可知小物块最终停止的位置距离点处。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $